Влияние поверхностно-активных веществ на диспергирование и стабильность водомасляных эмульсий Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 66.063.6:661.185

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ДИСПЕРГИРОВАНИЕ И СТАБИЛЬНОСТЬ ВОДОМАСЛЯНЫХ

ЭМУЛЬСИЙ

А.С. Цымбалов

Ивановский государственный химико-технологический университет

В статье рассматриваются вопросы, связанные с достижением устойчивости высокодисперсных эмульсий. В настоящее время необходимо разрабатывать новые технологии и оборудование для получения устойчивых дисперсных эмульсий. Сейчас эмульсии чаще всего получают в аппаратах периодического действия при длительном механическом воздействии на дисперсные системы. Этот процесс достаточно трудоемок и неэкономичен, в связи с низкой производительностью. Поэтому в данной статье ставятся задачи по разработке методов получения устойчивой эмульсии при минимальных затратах энергии. В качестве одного из наиболее эффективных способов получения таких дисперсных систем, было предложено введение в эмульсии эмульгаторов (поверхностно - активных веществ). В материалах статьи отражены основные особенности поверхностно-активных веществ. Приведены критерии выбора определенного типа эмульгатора для введения его в эмульсию. Предложена классификация поверхностно-активных веществ, зависящая от гидрофильно-липофильного баланса.

Ключевые слова: поверхностно-активные вещества, эмульсия, эмульгатор, гидрофильно-липофильный баланс, стабилизатор.

Эмульсии - очень распространенный как в природе, так и в промышленности тип гетерогенных дисперсных систем, при которых одна жидкая фаза (внутренняя фаза) распределена в другой жидкой фазе (внешняя фаза). Диаметр капель жидкости составляет 0,1 - 100 мкм. Эмульсии, как и другие дисперсные системы широко применяются в различных отраслях промышленности: пищевая, химическая, косметическая, фармацевтическая. Они получаются путем диспергирования - энергичного перемешивания смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей. Эмульсии обладают очень интересным свойством образовывать как дисперсию фазы 1 в фазе 2, так и дисперсию фазы 2 в фазе 1. Одна из фаз обычно обозначает воду или водный раствор и маркируется буквой В. Другая фаза, независимо от своей природы, называется маслом и обозначается буквой М. В эмульсиях масло в воде (М/В), масляная фаза распределяется в водной фазе, а в случае

эмульсий вода в масле (В/М) верно обратное [4, 5]. В некоторых случаях образуются несколько эмульсий - множественные эмульсии. При изменении условий, например, температуры, объемной доли внутренней фазы, добавки соли, тип эмульсий может измениться. Например, эмульсия М/В может быть преобразована в эмульсию В/М. Физические свойства эмульсий зависят от соотношения фазового объема, размера частиц и распределения частиц по размерам. До соотношения фазового объема около 0,3/0,7 = 0,4 (V =30% от общего объема) свойства во многом определяются внешней фазой. Капли движутся практически независимо друг от друга. Вязкость эмульсий типа М/В имеет низкие показатели и аналогична вязкости воды. При более высоком фазовом отношении она значительно увеличивается; во многих случаях происходят фазовые изменения [12].

Сложность получения устойчивых эмульсий заключается в том, что она за-

висит от множества факторов, например, таких как поверхностное натяжение, вязкость дисперсионной среды, температуры, дисперсности частиц. Одной из проблем в получении устойчивости является склонность эмульсии к коалесценции, флокуляции и седиментации [11]. Коа-лесценция - это процесс увеличения мелких капель при их слипании, вплоть до образования сплошной пленки, что приводит к расслоению фаз, которая происходит из-за различия в плотности между дисперсной фазой и непрерывной средой. Флокуляция - вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления, так называемые фло-кулы. Седиментация охарактеризована скоростью осаждения частиц дисперсной фазы, в зависимости от их размеров, под действием силы тяжести.

Применение эмульгаторов является одним из методов повышения устойчивости эмульсий и снижения риска появления коалесценции. Для достижения хорошего разделения дисперсной фазы, значение межфазного поверхностного натяжения должно быть уменьшено, с помощью минимально возможных концентраций эмульгатора. Однако низкое межфазное натяжение само по себе не является надежным показателем повышенной стабильности эмульсии. Образованные капли должны быть защищены эмульгатором, как можно быстрее от их слияния. Поэтому процессы диффузии имеют большое значение. Эмульгаторы образуют пленку на граничной поверхности, погружая свои полярные, гидрофильные концевые группы в водную фазу и направляя гидрофобные группы на неполярную масляную фазу [15]. Помимо диффузии эмульгаторов из жидкой фазы к граничной поверхности, играет роль их скорость распространения на граничной поверхности. Когда частица разделяется на две меньшие, первоначально одна

часть поверхности эмульгатора непокрыта. Градиент межфазного поверхностного натяжения возникает между занятой и незанятой поверхностью. Он компенсируется за счет пополнения из раствора (диффузия) и распространением эмульгатора. Другим важным эффектом эмульгаторов является увеличение вязкоупруго-сти граничной поверхности так, что ее перемещение затруднено. Поэтому вязкость дисперсной фазы может превышать вязкость объемной фазы, более чем на порядок.

Эмульсия В/М или эмульсия М/В главным образом, определяется эмульгатором. Также играет определенную роль способ приготовления. В целом, фаза остается дисперсной, в которой эмульгатор лучше растворяется. Если бы эта фаза была разделена на отдельные капли, эмульгатор, который диффундирует во внутреннюю часть капли, не мог надлежащим образом защитить ее от коалес-ценции. При эмульсии М/В лучше всего стабилизируют водорастворимые эмульгаторы, а в эмульсиях В/М маслораство-римые эмульгаторы. Соотношение полярных и неполярных групп, в пределах молекулы эмульгатора, имеет большое значение для выбора эмульгаторов. Необходимое количество эмульгатора зависит от среднего размера частиц. Чем значительнее поверхность, тем больше нужно применять эмульгатора и, следовательно, выше коэффициент фазового объема. Чем меньше необходимость в применении эмульгатора, тем сильнее уменьшается межфазное поверхностное натяжение с его концентрацией [12].

Эмульгаторы представляют собой поверхностно-активные вещества. Они могут образовывать различные типы эмульсии. На изменение фазы может влиять состав, фазовый объемный коэффициент, температура, а также порядок добавленных веществ и тип дисперсии. Эмульгатор или эмульгаторная смесь, которые оптимальны для определенной

прикладной цели, должны выбираться эмпирически. В данной статье были подобраны и разработаны определенные критерии, согласно которым выбирается эмульгатор:

1. Основным критерием выбора является растворимость эмульгатора в обеих фазах. Эмульгатор должен быть лучше растворимым в когерентной фазе. Таким образом, водорастворимые щелочные соли жирных кислот, алкилсульфо-кислот и т. д. предпочтительно образуют эмульсии М/В. Более растворимые в масляной фазе литиевые соли и соли с двумя (Mg2+, Ca2+ и другими) и трехвалентными ионами (Л13+) используются в эмульсиях В/М.

2. Строение эмульгатора или соответствующей части молекулы должно быть согласовано с дисперсной фазой. Так алифатические углеводороды более совместимы с алкилом, чем арильные радикалы. Поэтому алифатические минеральные масла лучше эмульгируются с алкилполигликолевыми эфирами, чем с эфирами полигликолей алкилфенола.

3. Смесь двух эмульгаторов, один из которых растворяется только в воде, а другой в масле, часто способствует эмульгированию или стабильности эмульсии. Даже такие смеси, как химически подобные молекулы (например, ал-килполиэтиленоксиды) с различной длиной цепи, могут вызвать такие действия. Из-за различного соотношения гидрофобных и гидрофильных частей обоих эмульгаторов, происходит особенно твердое укрепление в обеих фазах [13, 14]. Синергетический эффект смесей эмульгаторов наблюдается, когда два эмульгатора образуют комплексы на граничной поверхности, которые не встречаются ни в одной из фаз (рис. 1).

4. Неионогенные эмульгаторы являются наиболее предпочтительными. Ионные эмульгаторы сами по себе обычно не приводят к достаточно стабильным эмульсиям, так как граничные поверхно-

стные пленки недостаточно стабильны из-за взаимного отталкивания головных групп (рис. 2, б). Однако иногда желательно короткое время жизни ионно-стабилизированных эмульсий.

5. Ионогенные эмульгаторы обычно используются только в смесях с неио-ногенными. Незаряженные молекулы, введенные в граничную поверхность пленки между ионными поверхностно-активными веществами, уменьшают электростатическое отталкивание между заряженными головными группами и стабилизируют пленку (рис. 2, в). Смесь часто действует синергически, потому что ослабление граничной поверхности пленки электростатическим отталкиванием, между ионными поверхностно-активными веществами, снижает оптимальное количество эмульгатора. Со смесью анионных и неионных эмульгаторов стабильность эмульсий в определенный диапазон времени может существовать, независимо от температуры [6].

6. Выбор соответствующего эмульгатора облегчается, если обнаруживается степень гидрофильного и липо-фильного поведения эмульгатора и сравнивается с соответствующим значением эмульгируемого соединения. Самым плодотворным подходом является ГЛБ -концепция Гриффина (ГЛБ = гидрофиль-но-липофильный баланс) [10].

7. В дополнение к измерению растворимости эмульгатора в обеих фазах рекомендуется определять межфазное поверхностное натяжение при выборе эмульгаторов или смесей эмульгаторов.

8. Для сравнения эмульгаторов рекомендуется измерение температуры инверсии фазы. Эмульгаторы, которые приводят к температуре инверсии 25-75 ^ выше температуры хранения, дают стабильные эмульсии М/В. В случае эмульсий В/М, температура инверсии фазы должна лежать ниже 10-40 ^ температуры хранения [9, 15].

Рис. 1. Комплексы граничных поверхностей между гидрофильными и липофильными эмульгаторами

Рис. 2. Заряженные и незаряженные эмульгаторы: (а) плотная, стабильная пленка незаряженных эмульгаторов, (б) ослабление пленки вследствие градации головных групп незаряженных эмульгаторов, (в) плотная, стабильная пленка ионных и неионных эмульгаторов

При выборе поверхностно-активных веществ для стабилизации эмульсий руководствуются принципом чисел ГЛБ - гидрофильно-липофильным балансом [11]. Чем больше ГЛБ, тем сильнее баланс сдвинут в сторону гидрофильных свойств, и тем лучше данное вещество растворяется в воде. ГЛБ определяется по формуле:

ГЛБ = , (1)

а

где Ь - безразмерный параметр, зависящий от природы ПАВ;

у - свободная энергия взаимодействия в расчете на одну - СН2- группу;

V - число групп - СН2 - в углеводородном радикале (групповое число);

а - сродство полярной группы молекулы ПАВ к воде.

В данной статье исследуются эмульсии, как прямые (М/В), так и обратные (В/М). Поэтому лучше применять, как гидрофильные эмульгаторы, так и липофильные, а также комбинированные ПАВ. ПАВ с числом ГЛБ от 8 до 18 (гидрофильные) лучше растворимы в воде, чем в масле, и стабилизируют эмульсии 1 рода. ПАВ с числом ГЛБ от 3 до 6 (липо-фильные) стабилизируют эмульсии 2 рода. Наиболее эффективными эмульгаторами для получения эмульсий 1 рода яв-

ляются натриевые соли жирных кислот (мыла) с числом углеродных атомов 8-10 и выше, а также алкилсульфаты, алкил-сульфонаты и т.д. [7, 16]. В ряду жирных кислот лучшие эмульгаторы - лаурино-вая (С11Н20СООН) и миристидиновая (С13Н27СООН) кислоты, дающие наибольшее понижение поверхностного натяжения по сравнению с другими [2]. Для эмульсий В/М в качестве эмульгаторов в ходе исследований выяснено, что лучше использовать сорбитан тристеарат и сор-битан моноолеат.

ГЛБ - значение также можно получить по формуле:

Г

ГЛБ = 20 •

V М у

(2)

где МН - гидрофильная часть не-ионогенного эмульгатора;

М - молярная масса неионо-генного эмульгатора.

Это приводит к шкале от 0 (без гидрофильной части, МН = 0) до 20 (только гидрофильные группы, MН = М). В верхней области шкалы лежат, соответственно, выраженные гидрофильные эмульгаторы с хорошей растворимостью в воде, которые подходят для приготовления эмульсий М/В. В нижней части находятся гидрофобные, хорошо растворимые в масле эмульгаторы, которые используются для эмульгирования воды в масле [10]. Значение ГЛБ можно приблизительно грубо оценить по поведению эмульгатора по отношению к воде. В результате анализа ПАВ были подобраны ГЛБ - значения для неионных поверхностно-активных веществ (табл. 1 и 2)

Таблица 1

ГЛБ — значения некоторых неионных поверхностно-активных веществ

Поверхностно-активное вещество ГЛБ

Сорбитан триолеат 1,8

Сорбитан тристеарат 2,1

Сорбитан моноолеат 4,3

Сорбитан моностеарат 4,7

Полиоксиэтилен (2) цетиловый эфир 5,3

Диэтиленгликоль монолаурат 6,1

Сорбитан монолаурат 8,6

Полиоксиэтилен (6) тридециловый эфир 11,4

Полиоксиэтилен (10) цетиловый эфир 12,9

Полиоксиэтилен (12) тридециловый эфир 14,5

Полиоксиэтилен (15) тридециловый эфир 15,4

Полиоксиэтилен (20) цетиловый эфир 15,7

Таблица 2

Оценка ГЛБ - значения поверхностно-активного вещества по его поведению _относительно воды [12]_

Поведение при добавлении воды ГЛБ - значение

Не диспергируемые в воде От 1 до 4

Очень плохое диспергирование От 3 до 6

Молочного цвета после сильного встряхивания От 6 до 8

Стабильная, молочная эмульсия От 8 до 10

Полупрозрачный раствор От 10 до 13

Прозрачный раствор Более 13

Уравнение (2) также можно записать в виде (3):

Глб - % массоваядоля гидрофильных групп ~ 5

ГЛБ - значение смеси эмульгаторов дополнительно добавляется к ГЛБ -значениям отдельных компонентов, которые присутствуют в массовых долях %/: ГЛБ -XV -(ГЛБ\ . (4)

Для этоксилированных сложных эфиров жирных кислот многоатомных спиртов значение ГЛБ может быть:

ГЛБ -(А±И.

(5)

где А и Е - массовые доли множественного спирта (глицерин, сорбитан и т. д.) или полиэтиленоксида.

Уравнение (5) эквивалентно соотношению (3), причем количество спирта

причисляется к гидрофильным частям молекулы.

ГЛБ - значения ионных поверхностно-активных веществ не могут быть надежно определены. Вычисления в соответствии с уравнением (2) приводят к слишком низким значениям [11]. Таким образом, был введен поправочный член С:

ГЛБ - 20 •

Г Мн_ ^ V М ,

+ С.

(6)

Через нанесение занимаемой площади от числа единиц этиленоксида, получены значения коррекции для некоторых эмульгаторов. Значения в таблице 3 показывают, сколько ионных групп увеличивает ГЛБ - значение.

Таблица 3

Корректирующие факторы C для расчета ГЛБ - значения в соответствии с

уравнением (6)

Эмульгатор С

Алифатические полигликолевые эфиры -1,2

Ароматические полигликолевые эфиры с алкильной группой -1,9

Ароматические полигликолевые эфиры с двумя алкильными группами -4,4

Натриевые соли н-алкилсульфоновых кислот +5,5

Натриевые соли н-алкилсульфокислот +6,0

Также ГЛБ - значение можно посчитать для отдельных химических элементов [8]. Если их молекулы состоят из т гидрофильных групп с номером группы Ни и п липофильных групп с номером группы Н/.

В ходе исследований была установлена связь ГЛБ - значения с температурой инверсии фазы: низкая обратная температура соответствует низкому ГЛБ - значению. Однако прямая связь наблюдается только в рамках гомологичных рядов. Температура инверсии фазы М/В-эмульсий часто резко возрастает с ГЛБ -значением, то есть большее изменение температуры соответствует небольшому сдвигу ГЛБ - значения [15]. В зависимости от длины цепи полиоксиэтилен-нонилфенол эфиров, температура инверсии фазы эмульсий циклогексан-вода ле-

ГЛБ - значение равно: ГЛБ = 7 + тНи + пН1. (7) Типичные номера гидрофильных, а также гидрофобных групп представлены в таблице 4.

жит между 27 и 94 0С, а ГЛБ - значение увеличивается с 11,1 до 14,7.

Водные растворы неионогенных поверхностно-активных веществ образуются поверх точки помутнения жидкокристаллических фаз, которые могут быть распознаны поляризованным светом.

Во многих исследованиях пытаются определить ГЛБ - значение непосредственно экспериментально, но без особого успеха, поскольку верные отношения обычно получали только для гомологичных соединений.

Для практических целей предпочтительна шкала Гриффина. ГЛБ - значе-

Таблица 4

ГЛБ — номера групп

Группы Номера групп

Гидрофильные группы (Hh)

-SÜ4Na 38,7

-SOsNa 37,4

-CÜÜK 21,1

-COONA 19,1

^третичный амин) 9,4

Сложный эфир (сорбитановое кольцо) 6,8

Сложный эфир 2,4

-COOH 2,1

-OH 1,9

-O- 1,3

-OH (на сорбитановое кольцо) 0,5

-CH2CH2-O- 0,33

Гидрофобные группы (Hl)

-CH2CH2CH2-O- -0,15

-CH3. -CK2-,-CH=; 0,475

Бензольное кольцо -1,662

-CF2-. -CF3 -0,870

ния Гриффина, необходимые для практического применения, приведены в таблице 5. Для В/М-эмульсий требуются ГЛБ -значения 3-8, а для эмульсий М/В необходимо 8-18. Это рамочные значения. Требуемое ГЛБ - значение также зависит от типа вещества, подлежащего эмульгированию (таблица 6). Распознают тенденцию, что необходимое ГЛБ - значение становится немного большим с увеличением гидрофильного характера внутрен-

ней фазы эмульсий М/В, например бутиловый стеарат 11, стеариловый спирт 14, стеариновая кислота 15, олеиновая кислота 17. Для эмульсии легколетучих углеводородов ГЛБ - значения около 14, для масел и малолетучих углеводородов необходимо около 11. ГЛБ - концепция предлагает осуществить правильный выбор эмульгатора или смеси эмульгаторов (таблица 5 и 6).

Таблица 5

Типичные ГЛБ - значения (по Гриффину) для различных применений

Применение ГЛБ - значение

Пеногасители 0-3

В/М - эмульсии 3-8

ПАВ 7-9

М/В - эмульсии 8-18

Моющие средства 11-15

Солюбилизаторы 12-18

Таблица 6

Необходимые ГЛБ — значения для эмульгирования различных продуктов. В

скобках: ГЛБ - значения от температуры инве рсии ф азы

Вещества для эмульгирования ГЛБ - значение

В/М - эмульсии

Пчелиный воск 4

Хлопковое масло 5

Вазелин 5-7

Стеариновая кислота 6

Парафиновое масло 8

Ланолин 8

М/В - эмульсии

Масло или воск

Подсолнечное масло 8

Хлопковое масло 10

Минеральное масло 10-12(10)

Парафиновое масло 11

Силиконовое масло 11-12

Ланолин 10-11

Вазелин 12

Пчелиный воск 12

Карнаубский воск 12

Окончание табл.6

Касторовое масло 14

Эфирные масла 12-18

Витаминные масла 12-18

Углеводороды

Бензин 14

Нефть 14

Керосин 14(12)

Ксилол 14(14,5)

Бензол 15(16,5)

Циклогексан 15(13)

Стирол 15

Толуол 15(15,5)

Четыреххлористый углерод 16(13)

Эфир

Бутилстеарат 11

Диоктилфталат 13

Трикрезилфосфат 17

Кислоты, Спирты, Амины

Лауриламин 12

Дециловый спирт 14

Лауриловый спирт 14

Цетиловый спирт 15

Стеариловый спирт 14

Лауриновая кислота 16

Стеариновая кислота 15

Олеиновая кислота 17

Нонилфенол 14

Изучение поведения ПАВ на границе жидкость-жидкость представляет интерес при создании различных эмульсионных композиций. Стоит отметить, что для выбора наиболее эффективного стабилизатора, который практичен для эмульгирования определенного объема масляной фазы и получения эмульсион

ной структуры с точным распределением капель по размерам, определяется межфазным натяжением ионных и неионных ПАВ [1]. При средних и больших концентрациях ПАВ зависимость уменьшения поверхностного натяжения с увеличением концентрации ПАВ описывается эмпирическим уравнением Шишковско-го:

Дст = ст0 - ст = В 1п(1 + АС), (8)

где ст0 - поверхностное натяжение чистого растворителя;

ст - поверхностное натяжение раствора ПАВ; В - константа для всего гомологического ряда ПАВ; А - константа для конкретного ПАВ.

Уравнение Шишковского в дифференциальной форме:

da

ВА

(9)

dC 1 + АС Величина гиббсовской адсорбции Г связана с константами в уравнении Шиш-ковского:

В АС

Г =

(10)

ЯГ 1+АС С другой стороны, величина адсорбция ПАВ в поверхностном слое связана с его концентрацией уравнением Лэнгмюра:

Г = Г ■ -КС-, (11)

00 1 + КС

где Г0 - предельная адсорбция;

С - концентрация адсорбата (ПАВ);

К - константа адсорбционного равновесия.

Дополнительную информацию о коллоидно-химическом поведении смеси ПАВ на межфазной границе вода-масло могут дать константы уравнения Шиш-ковского - К (см. уравнение 11). Данная константа является константой адсорбционного равновесия и характеризует межмолекулярные взаимодействия в смешанных адсорбционных слоях [1, 3]. В таблице 7 представлены константы уравнения Шишковского для анионных и неионных ПАВ и их смеси.

Таблица 7

Константы уравнения Шишковского для смесей ПАВ в различных

соотношениях

Соотношение анионных ПАВ к неионным ПАВ Константа К, м3/моль

Раствор анионных ПАВ 4,2

Раствор неионных ПАВ 48,8

1:1 102

Результаты таблицы 7 свидетельствуют о том, что неионные ПАВ лучше адсорбируется на межфазной границе (больше величина константы К), чем анионные ПАВ. Увеличение содержания в смеси неионных ПАВ приводит к ослаблению взаимодействий в межфазном слое. В случае стабилизации эмульсии только анионными ПАВ время жизни

эмульсии составляет около 10 - 11 часов, неионными ПАВ не превышает 3-4 часов. В случае анионных ПАВ время жизни эмульсии заметно выше из-за дополнительного электростатического фактора стабилизации. При использовании комбинированного метода ПАВ, с пропорциями 1:1, время жизни эмульсий увеличивается во множество раз.

Таблица 8

Зависимость времени жизни эмульсий от соотношения ПАВ

Соотношение ПАВ Время жизни, час

Анионные ПАВ 10-11

Неионные ПАВ 3-4

Анионные ПАВ: Неионные ПАВ = 1:1 30-35

Результаты исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Анализ показывает, что для создания устойчивых эмульсий типа М/В и В/М необходимо правильно подобрать ПАВ. В результате исследований было выяснено, что выбор ПАВ зависит от множества факторов и характеристик, которые подробно были изложены и описаны в статье. Соотношение полярных и неполярных групп, в пределах молекулы эмульгатора, имеет большое значение для выбора эмульгаторов.

2. Поскольку при выборе поверхностно-активных веществ для стабилизации эмульсий руководствуются принципом чисел ГЛБ - гидрофильно-липофильным балансом, в статье представлены ряд таблиц, полученные в результате исследовательской работы. Опираясь на них можно оптимально и быстро подобрать эмульгатор, в зависимости от эмульсии, с которой предстоит работать.

3. В ходе исследований было обнаружено, что соотношение анионных ПАВ и неионных ПАВ = 1:1 являются оптимальными при работе с эмульсиями В/М и М/В. Именно при такой пропорции ПАВ эмульсии в течение долгого времени остаются стабильными.

ЛИТЕРАТУРА

1. Измайлова В.Н., Деркач С.Р., Левачев С.М. и др. Влияние додецилсульфата натрия на свойства межфазных адсорбционных слоёв желатины в стабилизированных ею эмульсионных плёнках // Коллоидный журнал. 1997. № 2. С. 174177.

2. Перегудова Л.И., Урьев Н.Б. Коллоидно-химические свойства смеси поверхностно-активных веществ // Коллоидный журнал. 1984. №6. С. 1166-1171.

3. Соболева О.А., Кривобокова М.В. Смешанные мицеллы и адсорбционные слои не-ионогенного поверхностно-активного вещества с катионным (мономерным и димерным) // Вестник

Московского. университета. Сер. 2. Химия. 2004. № 5. С. 344-349.

4. Щукин Е.Д. Успехи коллоидной химии и физико-химической механики. М.: Наука, 1992. 230 с.

5. Щукин Е.Д. Развитие учения П.А. Ре-биндера о факторах сильной стабилизации дисперсных систем // Коллоидный журнал. 1997. №2. С. 270-284.

6. Anton R., Mosquera F., Oduber M. Anio-nic-nonionic surfactant mixture to attain emulsion Insensivity to temperature // Colloid Polym Sci. 1995. Рр. 85-88.

7. Bancroft W.D. The theory of emulsifica-tion // Journal of Physical Chemistry. 1915. Рр. 275309.

8. David E., Mukul M. The effect of colloidal particles on fluid-flijid interfacial properties and emulsion stability // Advances in Colloid and Interface Science. 1994. Pp. l-63.

9. Friberg S., Goldsmith L. and Hilton M. Theory of emulsions, Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse Systems // Marcel Dekker Inc., New York. 1988. Pp. 49-91.

10. Griffin W.C. Classification of surface-active agents by "HLB" // Journal of the Society of Cosmetic Chemists. 1949. №1. Pp. 311-326.

11. Heusch R. Hydratkomplexe in wäßrigen Tensidsystemen // Naturwissenschaften. 1992. № 10. Pр. 450-456.

12. Lagaly G., Schulz O., Zimehl R. Dispersionen und Emulsionen. Eine Einführung in die Kol-loidik feinverteilter Stoffe einschließlich der Tonminerale. Mit einem historischen Beitrag über Kolloidwissenschaftler von Klaus Beneke. Steinkopff Verlag, Darmstadt, Germany, 1997. 560 р.

13. Myers D. Surfaces, Interfaces, and Colloids, 2nd Ed., Wiley-VCH, New York, 1999. 501 р.

14. Schulman J, Cockbain E Molecular interactions at oil-water interfaces. II. Phase inversion and stability of water-in-oil emulsions // Trans Faraday Soc. 1940. Pp. 661-668.

15. Shinoda K. The comparison between the PIT system and the HLB-Value system toemulsifier selection. Procedings 5th Int.Congr. Surface Activity, Barcelona 1969. Pp. 275-283.

16. Sonntag H., Strenge K. Coagulation and Stability of Disperse Systems. New York: Halsted, 1972. 139 p.

Рукопись поступила в редакцию 29.06.2018

INFLUENCE OF SURFACE-ACTIVE SUBSTANCES ON DISPERSION AND STABILITY OF WATER OIL EMULSIONS

A. Tsymbalov

In article the questions connected with achievement of stability of highly disperse emulsions are considered. At present it is necessary to develop new technologies and equipment for obtaining stable dispersed emulsions. Now emulsions are most often obtained in apparatuses of batch action, with prolonged mechanical action on disperse systems. This process is labour-consuming enough and uneconomical in connection with low productivity. Therefore in given article problems on working out of methods of reception of stable emulsion эмульсии are put at the minimum expenses of energy. As one of the most effective ways of obtaining such disperse systems, it has been proposed to introduce emulsifiers (surface-active substances) into the emulsion. In article materials the basic features of surface-active substances are reflected. The classification of surface-active substances depending from the hydrophilic-lipophilic balance is offered.

Key words: surface-active substances, emulsion, emulsifier, hydrophilic-lipophilic balance, stabilizer.

References

1. Izmajlova V.N., Derkach S.R., Levachev S.M. i dr. Vliyanie dodecilsul'fata natriya na svojstva mezhfaz-nyh adsorbcionnyh sloyov zhelatiny v stabilizirovannyh eyu ehmul'sionnyh plyonkah. Kolloidnyj zhurnal. 1997. № 2. S. 174-177.

2. Peregudova L.I., Ur'ev N.B. Kolloidno-himicheskie svojstva smesi poverhnostno-aktivnyh ve-shchestv. Kolloidnyj zhurnal. 1984. №6. S. 1166-1171.

3. Soboleva O.A., Krivobokova M.V. Cmeshannye micelly i adsorbcionnye sloi neionogennogo poverhnost-no-aktivnogo veshchestva s kationnym (monomernym i dimernym). Vestnik Moskovskogo. uni-versiteta. Ser. 2. Himiya. 2004. № 5. S. 344-349.

4. SHCHukin E.D. Uspekhi kolloidnoj himii i fiziko-himicheskoj mekhaniki. M.: Nauka, 1992. 230 s.

5. SHCHukin E.D. Razvitie ucheniya P.A. Rebindera o faktorah sil'noj stabilizacii dispersnyh sistem. Kolloidnyj zhurnal. 1997. №2. S. 270-284.

6. Anton R., Mosquera F., Oduber M. Anionic-nonionic surfactant mixture to attain emulsion Insensivity to temperature. Colloid Polym Sci. 1995. Pp. 85-88.

7. Bancroft W.D. The theory of emulsification. Journal of Physical Chemistry. 1915. Pp. 275-309.

8. David E., Mukul M. The effect of colloidal particles on fluid-flijid interfacial properties and emulsion stability. Advances in Colloid and Interface Science. 1994. Pp. l-63.

9. Friberg S., Goldsmith L. and Hilton M. Theory of emulsions, Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse Systems. Marcel Dekker Inc., New York. 1988. Pp. 49-91.

10. Griffin W.C. Classification of surface-active agents by "HLB". Journal of the Society of Cosmetic Chemists. 1949. №1. Pp. 311-326.

11. Heusch R. Hydratkomplexe in wäßrigen Tensidsystemen. Naturwissenschaften. 1992. № 10. Pp. 450456.

12. Lagaly G., Schulz O., Zimehl R. Dispersionen und Emulsionen. Eine Einführung in die Kolloidik feinverteilter Stoffe einschließlich der Tonminerale. Mit einem historischen Beitrag über Kolloidwissenschaftler von Klaus Beneke. Steinkopff Verlag, Darmstadt, Germany, 1997. 560 p.

13. Myers D. Surfaces, Interfaces, and Colloids, 2nd Ed., Wiley-VCH, New York, 1999. 501 p.

14. Schulman J, Cockbain E Molecular interactions at oil-water interfaces. II. Phase inversion and stability of water-in-oil emulsions. Trans Faraday Soc. 1940. Pp. 661-668.

15. Shinoda K. The comparison between the PIT system and the HLB-Value system toemulsifier selection. Procedings 5th Int.Congr. Surface Activity, Barcelona 1969. Pp. 275-283.

16. Sonntag H., Strenge K. Coagulation and Stability of Disperse Systems. New York: Halsted, 1972. 139 p.